Студопедия


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

II. ЗАДАНИЯ




Задание 1

а) Построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил. Определить относительные эксцентриситеты приложенной нагрузки согласно СНиП и по их значениям установить, работает конструкция как балка или как стойка. В зависимости от этого выбрать тип поперечного сечения по табл. 3.

б) Подобрать размеры сечения, обеспечивающие прочность, устойчивость и жесткость конструкции при наименьшей массе. Определить массу конструкции, включая соединительные планки и ребра жесткости.

в) Подобрать размеры сечения с габаритами hmax и bmax,для подварианта А в 1,5 раза меньшими, а для подварианта Б в1,5 раза большими, чем заданные в табл. 4. Сопоставить массу двух вариантов конструкции.

Задание 2

а) Спроектировать сварной узел, обеспечивающий прикрепление стержневой конструкции. Проверить прочность всех сварных швов.

б) Определить массу наплавленного металла.

в) Вычертить конструкцию в масштабе, в трех проекциях, с указанием размеров, с необходимыми разрезами и сечениями.

III. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. 1.Анализ расчетной схемы

Выбор сечения, обеспечивающего прочность и жесткость конструкций при минимальной массе, зависит от соотношения действующих на нее продольных и поперечных сил и моментов. При действии только продольной растягивающей силы Pz (см. рис. 1), приложенной по оси симметрии сечения, форма сечения может быть любой. Площадь сечения и масса конструкции, необходимые для обеспечения прочности, от формы сечения не зависят, так как напряжения по сечению распределены равномерно и все части сечения одинаково участвуют в передаче силы. При действии поперечной силы Qy дело обстоит иначе. Рассмотрим стержень в виде уголка из листовых элементов, один из которых обращен к линии действия силы Qy ребром, а другой плоскостью (рис.3). Жесткость этих элементов при сдвиге различна. При действии одинаковых касательных напряжений τ1= τ2 в сечении элемент, обращенный плоскостью к линии действия силы, прогнется сильнее, чем более жесткий, обращенный к ней ребром (Δ2 » Δ1).

 
 

Рис. 3. Схема работы уголка на срез.

Так как в действительности листовые элементы соединены между собой, образуют единое сечение и имеют одинаковый прогиб (Δ1 = Δ2), то, следовательно, напряжения распределены неравномерно (τ1 » τ2). Основную часть силы Qy воспринимает более жесткий элемент (Q1 » Q2), в нем напряжения больше, и только от его сечения зависит прочность всей конструкции при работе на срез при действии силы Qy.

При действии изгибающего момента важно не только, какие напряжения возникают в отдельных частях сечения, но и на каком расстоянии эти части сечения находятся от оси изгиба. Чем больше расстояние, на котором находится некоторая часть сечения, тем больше плечо силы, передаваемой этой частью сечения и тем больше ее участие в работе конструкции на изгиб. Однако сечение должно быть единым, поэтому нужен элемент, соединяющий части сечения, передающие изгибающий момент и разнесенные как можно дальше от оси. Примером наиболее эффективного сечения при изгибе является двутавр (см. рис. 2). Изгибающий момент передают полки двутавра, одна из которых растянута, а другая сжата. Стенка двутавра при чистом изгибе слабо нагружена, поэтому ее делают более тонкой, чем полки. При поперечном изгибе от действия силы Qy (см. рис. 1) в сечениях возникают одновременно изгиб и срез. Изгиб воспринимают полки, а срез - стенка. Коробчатое сечение менее эффективно при изгибе, так как имеет две стенки, и, следовательно, его площадь больше. Однако оно эффективнее, чем двутавровое при изгибе в двух направлениях вокруг осей x и y и при работе на кручение вокруг оси z.




Изгиб стержня возникает при действии поперечных сил, а также в случае внецентренного приложения продольной силы. При внецентренном растяжении деформация стержневой конструкции под нагрузкой приводит к уменьшению эксцентриситета, выпрямлению продольной оси стержня и приближению ее к линии действия силы.

В случае сжатия эксцентриситет и искривление под нагрузкой увеличиваются, что может вызвать потерю устойчивости: общую (всей конструкции) или местную (сжатых частей сечения, имеющих малую жесткость и сильно искривляющихся). Поскольку причиной потери устойчивости является изгиб, то меры для обеспечения устойчивости и жесткости те же, что и для обеспечения прочности при изгибе: части сечения должны быть разнесены как можно дальше от возможной оси изгиба. Это достигается при обеспечении общей устойчивости применением коробчатых и составных сечений, а при обеспечении местной устойчивости - усилением поперечными ребрами сжатых элементов сечения.



Приведенные соображения по выбору наилучшего сечения в зависимости от вида нагрузки показывают, что причины разрушения при растяжении, срезе, изгибе и сжатии различны и объясняют, почему по СНиП для расчета одной и той же стержневой конструкции в этих случаях применяют разные формулы. Растянутые стойки рассчитывают только на прочность, изогнутые балки и сжатые стойки - на прочность, жесткость и устойчивость.

Как правило, на конструкцию действуют и продольная сила, и изгибающий момент. В этом случае расчетную схему (стойки или балки) уточняют по относительному эксцентриситету, равному отношению напряжений от изгиба к напряжениям от сжатия:

 
 

, (1)

где A - площадь сечения, а Wx – его момент сопротивления относительно оси x. Для сплошного прямоугольного сечения

 
 

для коробчатого или двутаврового сечения с толстыми полками и тонкими стенками

 
 

для произвольного сечения

где

 
 

Чем выше α, тем лучше работает сечение на изгиб и устойчивость. Из этих формул следует, что увеличение площади полок двутавра, швеллера или коробчатого сечения даст в 3 раза большее увеличение момента сопротивления изгибу Wx, чем такое же увеличение площади стенок. Приняв α≈0,8; h=hmax, можно по исходным данным найти mx. Для определения MXmax необходимо построить эпюру изгибающих моментов в стержне.

 
 

Аналогично рассчитывают относительный эксцентриситет my:

Если наибольший из относительных эксцентриситетов mx и my имеет значение менее 0,1, то стойка по СНиП считается центрально сжатой (растянутой); если от 0,1 до 5 - внецентренно сжатой (растянутой); если m>20 ,то стержневой элемент является изгибаемой балкой,растяжением и сжатием которой можно пренебречь; если m от 5 до 20, то растяжение или сжатие балки необходимо учитывать в расчете.





Дата добавления: 2015-10-16; просмотров: 953; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9057 - | 7208 - или читать все...

Читайте также:

 

35.171.183.163 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.003 сек.